KR20180051068A - 직각의 꺽인영역을 포함하는 극저온 유체 이송관 - Google Patents

직각의 꺽인영역을 포함하는 극저온 유체 이송관 Download PDF

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Abstract

극저온 유체 이송관이 개시된다. 상기 극저온 유체 이송관은 극저온 유체를 이송하는 다수의 관으로 이루어지고, 직각으로 꺽인 적어도 하나의 이송관다발 꺽인영역을 포함하는 이송관다발; 상기 이송관다발의 직경보다 크고, 상기 이송관다발의 길이 및 둘레를 감싸는 진공층을 형성하도록 내부가 진공이고, 상기 이송관다발 꺽인영역을 수용하는 적어도 하나의 외부관 꺽인영역을 포함하는 외부관; 및 상기 외부관의 내부에서 상기 이송관다발의 전체 또는 일부를 에워싸고 상기 이송관다발이 상기 외부관 내부에서 유동하지 않도록 고정하는 이송관다발 바인드부재를 포함하고, 상기 외부관 꺽인영역에는 그 외부관 꺽인영역의 양측에 인접하여 서로 수직하는 상기 제1 직립영역 및 제2 직립영역의 내면 및 외면과 둔각을 이루는 링 형상의 이음부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

직각의 꺽인영역을 포함하는 극저온 유체 이송관{CRYOGENIC FLUID TRANSFER TUBE COMPRISING CURVE AREA OF THE RIGHT ANGLES}
본 발명은 극저온 유체 이송관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직각으로 꺽인영역을 포함하는 극저온 유체 이송관에 관한 것이다.
극저온 유체, 예를 들면, 액화질소, 액체산소, 액체수소, 액체 헬륨 등은 일반적으로 대기압 하에서 100K 이하의 온도를 갖고 있으며, 이러한 극저온 상태를 유지할 수 있는 보관 용기 또는 챔버 등에 보관된다.
보관 용기 또는 챔버에 보관되고 있는 극저온 유체의 공급을 필요로 하는 극저온 유체 공급 대상체로 이송하기 위해서는, 극저온 유체를 이송하는 극저온 유체 이송관을 필요로 한다.
일반적으로, 극저온 유체 이송관은 내관과, 내관을 외부에서 둘러싸고 내관과의 사이에 진공층을 형성하는 외관으로 구성된다. 진공층은 내관과 외관 사이에서 대류 열전달 및 공기 열전도와 같은 열전달 즉, 외관 외부의 상온으로부터 내관 내부의 극저온으로의 열침입을 방지하여 내관을 통해 이송되는 극저온 유체가 극저온을 유지할 수 있도록 한다.
그런데 극저온 유체 이송관을 설치할 때 극저온 유체 이송관을 직각으로 절곡하여 설치하여야 하는 경우가 발생한다. 예를 들면, 극저온 유체 이송관의 이송거리는 길고 극저온 유체 이송관이 설치되는 설치 공간에 장애물이 있어 이를 피해 설치할 경우, 또는 설치 공간이 협소한 경우에는 극저온 유체 이송관을 직각으로 절곡하는 것이 불가피할 수 있다.
극저온 유체 이송관이 직각으로 절곡되는 경우에, 직각으로 꺽인 영역에서 내관 및 외관 사이의 이격 공간이 협소해지고, 이에 따라 직각으로 꺽인 영역에서 내관과 외관의 접촉이 발생되어, 열 침입에 의한 이송되는 극저온 유체 전체의 온도가 상승하여 극저온 유체로서의 이용이 어려워지는 문제가 발생되었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 극저온 유체 이송관이 직각으로 꺽여도 꺽인영역에서 외부의 상온으로부터 열 침입이 방지될 수 있도록 내관과 외관의 간격을 최대한 넓게 유지하면서 극저온 유체 이송관을 자유롭게 절곡하여 극저온 유체의 공급을 필요로 하는 최종위치까지 자유롭게 설치할 수 있도록 한 극저온 유체 이송관을 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 유체 이송관은 극저온 유체를 이송하는 다수의 관으로 이루어지고, 직각으로 꺽인 적어도 하나의 이송관다발 꺽인영역을 포함하는 이송관다발; 상기 이송관다발의 직경보다 크고, 상기 이송관다발의 길이 및 둘레를 감싸는 진공층을 형성하도록 내부가 진공이고, 상기 이송관다발 꺽인영역을 수용하는 적어도 하나의 외부관 꺽인영역을 포함하는 외부관; 및 상기 외부관의 내부에서 상기 이송관다발의 전체 또는 일부를 에워싸고 상기 이송관다발이 상기 외부관 내부에서 유동하지 않도록 고정하는 이송관다발 바인드부재를 포함하고, 상기 외부관 꺽인영역에는 그 외부관 꺽인영역의 양측에 인접하여 서로 수직하는 상기 제1 직립영역 및 제2 직립영역의 내면 및 외면과 둔각을 이루는 링 형상의 이음부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예로, 상기 이송관다발 바인드부재는, 상기 이송관다발을 수용하여 상기 이송관다발을 감싸고 있고, 상기 이송관다발의 상기 이송관다발 꺽인영역을 수용하는 적어도 하나의 내부관 꺽인영역을 포함하는 내부관을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 이송관다발 바인드부재는, 상기 내부관 및 외부관 사이에 개재되고 상기 내부관의 길이방향을 따라 소정의 간격으로 배열되는 스페이서를 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 이음부재는 상기 제1 직립영역 및 제2 직립영역의 사이에 브레이징 접합될 수 있다.
본 발명에 따른 극저온 유체 이송관에 의하면, 극저온 유체 이송관이 직각으로 꺽여도 꺽인영역에서 외부의 상온으로부터 열침입이 방지될 수 있도록 내관과 외관의 간격을 최대한 넓게 유지하면서 극저온 유체 이송관을 자유롭게 절곡하여 극저온 유체의 공급을 필요로 하는 최종위치까지 극저온 유체 이송관을 자유롭게 설치할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 유체 이송관의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이음부재를 확대 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 극저온 유체 이송관의 횡단면을 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 극저온 유체 이송관에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 유체 이송관의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 이음부재를 확대 도시한 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 극저온 유체 이송관의 횡단면을 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 유체 이송관은 이송관다발(110), 외부관(120), 바인드부재(130)를 포함한다.
이송관다발(110)은 극저온 유체를 이송하는 다수의 관(111)의 다발이다. 이송관다발(110)은 직각으로 꺽인 적어도 하나의 이송관다발 꺽인영역(110a)을 포함한다. 이송관다발 꺽인영역(110a)은 각각의 관(111)이 직각으로 꺽여서 형성되는 영역이고, 소정의 곡률의 호 형상으로 라운드진 형태일 수 있다.
외부관(120)은 이송관다발(110) 및 바인드부재(130)를 수용한다. 외부관(120)은 이송관다발(110)의 직경보다 큰 직경을 갖는다. 이에 따라, 외부관(120)의 내면은 이송관다발(110)의 둘레로부터 소정 거리 이격된다. 외부관(120)의 내부는 진공이다. 이에 따라, 외부관(120)의 내부에는 이송관다발(110)의 길이 및 둘레를 감싸는 진공층(120a)이 형성된다.
한편 외부관(120)은 적어도 하나의 외부관 꺽인영역(120b)을 포함한다. 외부관 꺽인영역(120b)은 외부관(120) 내부에 수용되는 이송관다발(110)의 이송관다발 꺽인영역(110a)을 수용한다. 외부관 꺽인영역(120b)의 양측에는 외부관 꺽인영역(120b)을 사이에 두고 서로 수직하게 배치되는 제1 직립영역(120c) 및 제2 직립영역(120d)이 배치된다. 제1 직립영역(120c)에는 제1 배관부(121)가 위치하고, 제2 직립영역(120d)에는 제2 배관부(122)가 위치하고, 외부관 꺽인영역(120b)에는 이음부재(123)가 구비된다.
외부관 꺽인영역(120b)에 구비되는 이음부재(123)는 링 형상이다. 링 형상의 이음부재(123)는 제1 직립영역(120c) 및 제2 직립영역(120d)의 내면 및 외면과 둔각을 이룬다. 즉, 이음부재(123)는 제1 배관부(121) 및 제2 배관부(122)의 내면 및 외면과 둔각을 이룬다.
이러한 이음부재(123)는 제1 직립영역(120c) 및 제2 직립영역(120d)의 사이에 브레이징 접합될 수 있다. 즉, 이음부재(123)는 제1 배관부(121) 및 제2 배관부(122)와 브레이징 접합되어 구비될 수 있다. 일 예로, 도 2와 같이 이음부재(123)의 양측에는 제1 배관부(121)에 삽입되는 제1 연결부(123a) 및 제2 배관부(122)에 삽입되는 제2 연결부(123b)가 형성될 수 있다. 이러한 경우, 제1 연결부(123a)는 제1 배관부(121)에 삽입되고 제2 연결부(123b)는 제2 배관부(122)에 삽입된 상태에서 이음부재(123)와 제1 배관부(121) 및 제2 배관부(122) 각각의 연결부분은 브레이징 접합될 수 있다.
이송관다발 바인드부재(130)는 이송관다발(110)을 하나로 묶는 부재이고, 내부관(131) 및 스페이서(132)를 포함할 수 있다.
내부관(131)은 이송관다발(110)을 수용할 수 있는 직경으로 형성되어 이송관다발(110)을 내부에 수용한다. 내부관(131)은 이송관다발(110)의 이송관다발 꺽인영역(110a)을 수용하는 적어도 하나의 내부관 꺽인영역(131a)을 포함한다. 내부관 꺽인영역(131a)은 주름관 또는 소정의 곡률로 절곡된 호 형상의 절곡관이 구비될 수 있다. 이러한 내부관(131)의 외면은 외부관(120)의 내면과 일정 거리 이격되며, 이때 내부관(131)은 외부관(120) 내부의 진공층(120a)이 감쌀 수 있다.
스페이서(132)는 내부관(131) 및 외부관(120) 사이에 개재되어 내부관(131) 및 외부관(120) 사이의 간격을 유지시키며 내부관(131) 및 이송관다발(110)이 외부관(120)의 내부에서 유동되지 않도록 한다. 이러한 스페이서(132)는 내부관(131)의 길이방향을 따라 소정의 간격으로 배열될 수 있다. 스페이서(132)의 형상에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들면, 도 3과 같이 내부관(131)이 관통하는 관통홀(132a) 및 관통홀(132a) 및 스페이서(132)의 외측 가장자리 사이에 개방부(132b)를 포함하는 형상일 수 있다. 이러한 경우, 개방부(132b)는 외부관(120) 내부의 진공층(120a)이 차단되지 않고 외부관(120)의 길이 방향으로 연속되도록 한다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 유체 이송관은 이송관다발(110)을 통해 극저온 유체, 예를 들면, 액체헬륨을 이송할 수 있다.
이송관다발(110)을 통해 극저온 유체가 이송되는 과정에서 이송관다발(110)을 감싸는 외부관(120) 내부의 진공층(120a)은 이송관다발(110)과 외부관(120) 사이에서 대류 열전달 및 공기 열전도와 같은 열전달 즉, 외부관(120) 외부의 상온으로부터 이송관다발(110) 내부의 극저온으로의 열침입을 방지하여 이송관다발(110)로 이송되는 극저온 유체가 극저온을 유지할 수 있도록 한다.
이와 같이 진공층(120a)은 이송관다발(110)을 통해 이송되는 극저온 유체가 극저온을 유지할 수 있도록 하는 중요한 역할을 하게 되는데, 이송관다발(110) 및 외부관(120)이 직각으로 꺽이는 영역에서는 진공층(120a)이 형성되는 공간이 협소해지며 내부관(131) 및 외부관(120)의 접촉이 발생되어 극저온 유체를 이송하는 이송관다발(110)에 외부 열이 전달될 수 있다. 그러나 본 발명의 경우 외부관(120)의 외부관 꺽인영역(120b)에 구비되는 이음부재(123)가 외부관 꺽인영역(120b)의 양측에 인접한 제1 직립영역(120c) 및 제2 직립영역(120d)의 내면 및 외면과 둔각을 이루어 구비되므로 외부관 꺽인영역(120b)의 내부는 이송관다발(110)의 이송관다발 꺽인영역(110a)과 충분한 이격 거리를 확보하게 되며, 이에 따라 이송관다발 꺽인영역(110a)을 감싸는 진공층(120a)이 형성되기 위한 공간이 충분히 확보되고 내부관(131) 및 외부관(120)이 접촉되지 않는다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 유체 이송관을 이용하면, 극저온 유체 이송관이 직각으로 꺽이는 영역에서도 이송관다발(110)을 감싸는 진공층(120a)이 넓게 형성되고 이송관다발(110)을 수용하고 있는 내부관(131) 및 내부관(131)을 수용하는 외부관(120)이 접촉되지 않고 이격되므로 극저온 유체 이송관이 직각으로 꺽여도 꺽인영역에서 외부의 상온으로부터 열 침입이 방지될 수 있다. 이에 따라, 외부의 상온으로부터 열 침입이 방지될 수 있도록 내관과 외관의 간격을 최대한 넓게 유지하면서 극저온 유체 이송관을 자유롭게 절곡하여 극저온 유체의 공급을 필요로 하는 최종위치까지 극저온 유체 이송관을 자유롭게 설치할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 극저온 유체를 이송하는 다수의 관으로 이루어지고, 직각으로 꺽인 적어도 하나의 이송관다발 꺽인영역을 포함하는 이송관다발;
    상기 이송관다발의 직경보다 크고, 상기 이송관다발의 길이 및 둘레를 감싸는 진공층을 형성하도록 내부가 진공이고, 상기 이송관다발 꺽인영역을 수용하는 적어도 하나의 외부관 꺽인영역을 포함하는 외부관; 및
    상기 외부관의 내부에서 상기 이송관다발의 전체 또는 일부를 에워싸고 상기 이송관다발이 상기 외부관 내부에서 유동하지 않도록 고정하는 이송관다발 바인드부재를 포함하고,
    상기 외부관 꺽인영역에는 그 외부관 꺽인영역의 양측에 인접하여 서로 수직하는 상기 제1 직립영역 및 제2 직립영역의 내면 및 외면과 둔각을 이루는 링 형상의 이음부재가 구비되는 것을 특징으로 하는,
    극저온 유체 이송관.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송관다발 바인드부재는,
    상기 이송관다발을 수용하여 상기 이송관다발을 감싸고 있고, 상기 이송관다발의 상기 이송관다발 꺽인영역을 수용하는 적어도 하나의 내부관 꺽인영역을 포함하는 내부관을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    극저온 유체 이송관.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이송관다발 바인드부재는,
    상기 내부관 및 외부관 사이에 개재되고 상기 내부관의 길이방향을 따라 소정의 간격으로 배열되는 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    극저온 유체 이송관.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이음부재는 상기 제1 직립영역 및 제2 직립영역의 사이에 브레이징 접합되는 것을 특징으로 하는,
    극저온 유체 이송관.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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